Son birkac yılda insanlık, tum tarih boyunca toplanan verinin toplamından daha fazla veri uretti ve gorunuşe bakacak olursak bu, daha da katlanarak buyumeye devam edecek. Tabii hal boyle olunca da bir noktada herkesin aklına tek bir soru geliyor: Bu kadar bilgiyi nerede saklayacağız?
Her ne kadar bilim insanları, insanlığa ait verileri saklamak adına sabit disk boyutlarını devamlı olarak artırsa ve hatta bazıları bunun sonsuza kadar yapılabileceğine insansa da, ustun veri uretme hızımızın yanında bu cabaların yetersiz kalacağına inanan bir kısım bulunuyor. Bu endişeye karşılık olarak bilim adamları şimdi de ‘eşsiz ’ bir cozum uretmeye calışıyor: Dosyaları, fotoğrafları ve belgeleri doğanın kendine has veri tabanında, yani DNA ’da depolamak.
[h=2]Birkac petabayt bilgiyi depolamak icin sadece bir gram DNA yeterli[/h]
Gectiğimiz ay Nano Letters isimli bilim dergisinde yayımlanan calışmanın, DNA veri depolama konseptini buyuk boyutlara taşıyabilme potansiyeli bulunduruyor. Aslında bakacak olursanız calışmanın ardındaki ekip, devasa depolama kapasitelerine olanak sağlayabilecek ve oldukca aşırı duzeyde dijital veri barındırabilecek DNA alfabesini yapay olarak genişleten ilk ekip olma ozelliğini taşıyor.
Hiper kucuk alanlarda akıl almaz miktarda veri icerecek kadar geniş ve yoğun olan DNA ’da bulunan cift sarmal ipliklerin, yalnızca 10 mikrometre genişliğindeki hucre cekirdeğinin icine sıkışmış olmasına rağmen vucudumuzun tum verisini saklaması ve doğada bol miktarda bulunan DNA ’nın super zorlu koşullara bile dayanıklı olması, bilginin korunması icin aslında DNA ’nın mukemmelbir bellek olduğu anlamına geliyor. Bu konuya dair konuşan calışmanın ortak yazarlarından Beckman İleri Bilimler ve Teknoloji Enstitusu ’nden araştırmacı Kasra Tabatabaei, "İnternette her gun birkac petabayt veri uretiliyor. Bu verileri depolamak icin yalnızca bir gram DNA yeterli olacaktır. DNA bir depolama ortamı olarak bu kadar yoğundur." şeklinde kaydediyor.
[h=2]DNA, sadece dort 'harf' kullanarak butun canlıların genetik bilgilerini kodluyor[/h]
Peki, biyolojik acıdan bakacak olursak, DNA ’nın veri toplaması işlemi nasıl işliyor? Şoyle ki DNA, genetik bilgiyi nukeotid adı verilen, adenin (A), guanin (G), sitozin (S) ve timin (T) olmak uzere dort farklı molekul sayesinde kodluyor. Bir bakıma DNA ’nın bu dort molekulu temsil eden harflerden oluşan 4 harflik bir alfabesi olduğu ve farklı harf kombinasyonlarının farklı veri bitlerini temsil ettiği soylenebilir. Bu da demek oluyor doğa, sadece bu dort harfi kullanarak dunya uzerindeki butun canlıların genetik bilgisini kodluyor. Teknik olarak duşunursek bu, DNA ’daki harfler aracılığıyla bizim de bir ton dijital veri depolayabilmemiz gerektiği anlamına geliyor.
Peki, ya bu alfabe dort değil de daha fazla harften oluşsaydı? Bunun olması durumunda veri depolama kapasitesi cok, cok daha buyuk olurdu ki, calışma ekibinin yapmaya calıştığı şeyin de aslında tam olarak bu olduğu soylenebilir.
Bu durumu yazı yazmak icin kullandığımız alfabeden yola cıkarak acıklayan ve eğer elimizde sadece 4 harf olsaydı uretebileceğimiz kelimelerin sayısının oldukca kısıtlı olacağını belirten Tabatabei, “Alfabenin tamamı olursa, sınırsız kelime kombinasyonu uretebilirsiniz. DNA'da da aynı şey. Sıfırları ve birleri A, G, C ve T'ye donuşturmek yerine, sıfırları ve birleri A, G, C, T'ye ve depolama alfabesindeki yedi yeni harfe donuşturebiliriz." ifadelerini kullanıyor.
[h=2]Ekip, DNA tarafından kodlanan verinin algılanmasını ve geri aktarılmasını sağlayan bir mekanizma da geliştirdi[/h]
Buna ek olarak araştırmacılar, bu 11 harfle kodlanan bilgilerin talep uzerine geri aktarılmasını sağlayan, sentetik DNA'nın verilerini tam olarak geri okuyan yeni bir mekanizma da geliştirdiler. DNA'nın harf kombinasyonlarının son derece net bir şekilde okunmasını sağlayan mekanizmanın, insan yapımı DNA harfleri ile doğal olanları ayırt etmek ve her şeyi birbirinden ayırmak icin derin oğrenme algoritmaları ve yapay zeka kullandığı bildiriliyor.
Calışmanın ortak yazarlarından Illinois Urbana-Champaign Universitesi'nden yuksek lisans oğrencisi Chao Pan ise, mekanizmaya ilişkin olarak "11 nukleotidin 77 farklı kombinasyonunu denedik ve yontemimiz her birini mukemmel bir şekilde ayırt edebildi" diyor ve "Farklı nukleotidleri belirleme yontemimizin bir parcası olan derin oğrenme cercevesi evrenseldir, bu da yaklaşımımızın diğer bircok uygulamaya genelleştirilebilirliğini sağlar." diye de sozlerine ekliyor.
Her ne kadar bilim insanları, insanlığa ait verileri saklamak adına sabit disk boyutlarını devamlı olarak artırsa ve hatta bazıları bunun sonsuza kadar yapılabileceğine insansa da, ustun veri uretme hızımızın yanında bu cabaların yetersiz kalacağına inanan bir kısım bulunuyor. Bu endişeye karşılık olarak bilim adamları şimdi de ‘eşsiz ’ bir cozum uretmeye calışıyor: Dosyaları, fotoğrafları ve belgeleri doğanın kendine has veri tabanında, yani DNA ’da depolamak.
[h=2]Birkac petabayt bilgiyi depolamak icin sadece bir gram DNA yeterli[/h]
Gectiğimiz ay Nano Letters isimli bilim dergisinde yayımlanan calışmanın, DNA veri depolama konseptini buyuk boyutlara taşıyabilme potansiyeli bulunduruyor. Aslında bakacak olursanız calışmanın ardındaki ekip, devasa depolama kapasitelerine olanak sağlayabilecek ve oldukca aşırı duzeyde dijital veri barındırabilecek DNA alfabesini yapay olarak genişleten ilk ekip olma ozelliğini taşıyor.
Hiper kucuk alanlarda akıl almaz miktarda veri icerecek kadar geniş ve yoğun olan DNA ’da bulunan cift sarmal ipliklerin, yalnızca 10 mikrometre genişliğindeki hucre cekirdeğinin icine sıkışmış olmasına rağmen vucudumuzun tum verisini saklaması ve doğada bol miktarda bulunan DNA ’nın super zorlu koşullara bile dayanıklı olması, bilginin korunması icin aslında DNA ’nın mukemmelbir bellek olduğu anlamına geliyor. Bu konuya dair konuşan calışmanın ortak yazarlarından Beckman İleri Bilimler ve Teknoloji Enstitusu ’nden araştırmacı Kasra Tabatabaei, "İnternette her gun birkac petabayt veri uretiliyor. Bu verileri depolamak icin yalnızca bir gram DNA yeterli olacaktır. DNA bir depolama ortamı olarak bu kadar yoğundur." şeklinde kaydediyor.
[h=2]DNA, sadece dort 'harf' kullanarak butun canlıların genetik bilgilerini kodluyor[/h]
Peki, biyolojik acıdan bakacak olursak, DNA ’nın veri toplaması işlemi nasıl işliyor? Şoyle ki DNA, genetik bilgiyi nukeotid adı verilen, adenin (A), guanin (G), sitozin (S) ve timin (T) olmak uzere dort farklı molekul sayesinde kodluyor. Bir bakıma DNA ’nın bu dort molekulu temsil eden harflerden oluşan 4 harflik bir alfabesi olduğu ve farklı harf kombinasyonlarının farklı veri bitlerini temsil ettiği soylenebilir. Bu da demek oluyor doğa, sadece bu dort harfi kullanarak dunya uzerindeki butun canlıların genetik bilgisini kodluyor. Teknik olarak duşunursek bu, DNA ’daki harfler aracılığıyla bizim de bir ton dijital veri depolayabilmemiz gerektiği anlamına geliyor.
Peki, ya bu alfabe dort değil de daha fazla harften oluşsaydı? Bunun olması durumunda veri depolama kapasitesi cok, cok daha buyuk olurdu ki, calışma ekibinin yapmaya calıştığı şeyin de aslında tam olarak bu olduğu soylenebilir.
Bu durumu yazı yazmak icin kullandığımız alfabeden yola cıkarak acıklayan ve eğer elimizde sadece 4 harf olsaydı uretebileceğimiz kelimelerin sayısının oldukca kısıtlı olacağını belirten Tabatabei, “Alfabenin tamamı olursa, sınırsız kelime kombinasyonu uretebilirsiniz. DNA'da da aynı şey. Sıfırları ve birleri A, G, C ve T'ye donuşturmek yerine, sıfırları ve birleri A, G, C, T'ye ve depolama alfabesindeki yedi yeni harfe donuşturebiliriz." ifadelerini kullanıyor.
[h=2]Ekip, DNA tarafından kodlanan verinin algılanmasını ve geri aktarılmasını sağlayan bir mekanizma da geliştirdi[/h]
Buna ek olarak araştırmacılar, bu 11 harfle kodlanan bilgilerin talep uzerine geri aktarılmasını sağlayan, sentetik DNA'nın verilerini tam olarak geri okuyan yeni bir mekanizma da geliştirdiler. DNA'nın harf kombinasyonlarının son derece net bir şekilde okunmasını sağlayan mekanizmanın, insan yapımı DNA harfleri ile doğal olanları ayırt etmek ve her şeyi birbirinden ayırmak icin derin oğrenme algoritmaları ve yapay zeka kullandığı bildiriliyor.
Calışmanın ortak yazarlarından Illinois Urbana-Champaign Universitesi'nden yuksek lisans oğrencisi Chao Pan ise, mekanizmaya ilişkin olarak "11 nukleotidin 77 farklı kombinasyonunu denedik ve yontemimiz her birini mukemmel bir şekilde ayırt edebildi" diyor ve "Farklı nukleotidleri belirleme yontemimizin bir parcası olan derin oğrenme cercevesi evrenseldir, bu da yaklaşımımızın diğer bircok uygulamaya genelleştirilebilirliğini sağlar." diye de sozlerine ekliyor.